엑시톤폴라리톤

Exciton-polariton

물리학에서 Exciton-polariton은 폴라리티톤의 일종으로, exiciton(대량 또는 양자 우물)과 광자의 전자기 양극 진동의 강한 결합에서 발생하는 혼합광과 물질 퀘이시피사이다.[1]빛의 배설물은 질량이 없는 입자인 광자로 분류적으로 관찰되기 때문에, 그들은 물리적 입자와 같은 질량을 가지지 않는다.이 재산은 그들을 퀘이시피사로 만든다.

이론

반도체 광학 마이크로캐비티에서 광자 모드와 양자 유정의 엑시톤 모드인 두 오실레이터의 결합은 맨 오실레이터의 에너지 안티크로스를 발생시켜 상부와 하부 폴라리톤 공명(또는 가지)으로 알려진 시스템에 대한 두 가지 새로운 정상 모드를 발생시킨다.에너지 이동은 연결 강도에 비례한다(예: 현장에서의 의존성 및 양극화 중복).상위 에너지 또는 상위 모드(UPB, 상위 폴라리티톤 분기)는 광자와 엑시톤 장이 위상에서 진동하는 것이 특징이며, LPB(하위 폴라리티톤 분기) 모드는 위상 반대와 함께 진동하는 것이 특징이다.마이크로캐비티 엑시톤-폴라리톤은 (광자로부터) 가벼운 유효 질량 및 상호 작용하는 용량(강한 익시톤 비선형성으로부터)과 환경(열화를 제공하는 내부 음소 및 복사 손실에 의한 아웃커플링 포함)과 같은 일부 속성을 양쪽 뿌리에서 모두 상속한다.대부분의 경우, 최소한 동일한 스핀 유형의 폴라리티톤 준입자(Intra-spin 상호작용)와 비선형성 항이 양수(밀도 증가에 따른 총 에너지 증가 또는 블루시프트) 간에 교호작용이 혐오스럽다.[2]

최근, 연구원들은 광학 마이크로 캐비티와 결합된 유기 물질로 장거리 운송을 측정했고, 엑시톤-폴라리톤이 몇 미크론에서 번식한다는 것을 보여주었다.[3]

기타 기능

폴라비톤은 또한 포물선 유효-질량 근사치의 유효성을 모멘텀의 작은 범위로 제한하는 비-파라볼릭 에너지-모멘텀 분산 관계가 특징적이다.[4]그들은 또한 스핀 자유도를 가지고 있어 다른 양극화 질감을 유지할 수 있는 스핀오럴 액체를 만든다.엑시톤-폴라리톤은 보세-아인슈타인 응축물을 형성하는 것을 관찰할 수 있는 합성 보손이며,[5][6][7][8] 극지방 초유동성 및 양자 vortices를[9] 지속할 수 있으며, 새로운 기술 용도에 대해 예측된다.[10]많은 실험 작품들은 현재 폴라리톤 레이저,[11] 광학적으로 다루어진 트랜지스터,[12] 용해와 충격파와 같은 비선형 상태, 장기적 일관성과 위상 전환, 양자 역학 및 스피너럴 패턴에 초점을 맞추고 있다.엑시톤-폴라리톤 유체의 모델화는 주로 비선형 슈뢰딩거 방정식의 형태인 GPE(Gross-Pitaevski 방정식)의 사용에 의존한다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ S.I. Pekar (1958). "Theory of electromagnetic waves in a crystal with excitons". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 5 (1–2): 11–22. Bibcode:1958JPCS....5...11P. doi:10.1016/0022-3697(58)90127-6.
  2. ^ Vladimirova, M; et al. (2010). "Polariton-polariton interaction constants in microcavities". Physical Review B. 82 (7): 075301. Bibcode:2010PhRvB..82g5301V. doi:10.1103/PhysRevB.82.075301.
  3. ^ Georgi Gary Rozenman; Katherine Akulov; Adina Golombek; Tal Schwartz (2018). "Long-Range Transport of Organic Exciton-Polaritons Revealed by Ultrafast Microscopy". ACS Photonics. 5 (1): 105–110. doi:10.1021/acsphotonics.7b01332.
  4. ^ Pinsker, F.; Ruan, X.; Alexander, T. (2017). "Effects of the non-parabolic kinetic energy on non-equilibrium polariton condensates". Scientific Reports. 7 (1891): 1891. arXiv:1606.02130. Bibcode:2017NatSR...7.1891P. doi:10.1038/s41598-017-01113-8. PMC 5432531. PMID 28507290.
  5. ^ Deng, H (2002). "Condensation of semiconductor microcavity exciton polaritons". Science. 298 (5591): 199–202. Bibcode:2002Sci...298..199D. doi:10.1126/science.1074464. PMID 12364801. S2CID 21366048.
  6. ^ Kasprzak, J (2006). "Bose–Einstein condensation of exciton polaritons". Nature. 443 (7110): 409–14. Bibcode:2006Natur.443..409K. doi:10.1038/nature05131. PMID 17006506.
  7. ^ Deng, H (2010). "Exciton-polariton Bose-Einstein condensation". Reviews of Modern Physics. 82 (2): 1489–1537. Bibcode:2010RvMP...82.1489D. doi:10.1103/RevModPhys.82.1489. S2CID 122733835.
  8. ^ Byrnes, T.; Kim, N. Y.; Yamamoto, Y. (2014). "Exciton–polariton condensates". Nature Physics. 10 (11): 803. arXiv:1411.6822. Bibcode:2014NatPh..10..803B. doi:10.1038/nphys3143.
  9. ^ Dominici, L; Dagvadorj, G; Fellows, JM; et al. (2015). "Vortex and half-vortex dynamics in a nonlinear spinor quantum fluid" (PDF). Science Advances. 1 (11): e1500807. arXiv:1403.0487. Bibcode:2015SciA....1E0807D. doi:10.1126/sciadv.1500807. PMC 4672757. PMID 26665174.
  10. ^ Sanvitto, D.; Kéna-Cohen, S. (2016). "The road towards polaritonic devices". Nature Materials. 15 (10): 1061–73. Bibcode:2016NatMa..15.1061S. doi:10.1038/nmat4668. PMID 27429208.
  11. ^ Schneider, C.; Rahimi-Iman, A.; Kim, N. Y.; et al. (2013). "An electrically pumped polariton laser". Nature. 497 (7449): 348–352. Bibcode:2013Natur.497..348S. doi:10.1038/nature12036. PMID 23676752.
  12. ^ Ballarini, D.; De Giorgi, M.; Cancellieri, E.; et al. (2013). "All-optical polariton transistor". Nature Communications. 4 (2013): 1778. arXiv:1201.4071. Bibcode:2013NatCo...4E1778B. doi:10.1038/ncomms2734. PMID 23653190.
  13. ^ Moxley, Frederick Ira; Byrnes, Tim; Ma, Baoling; Yan, Yun; Dai, Weizhong (2015). "A G-FDTD scheme for solving multi-dimensional open dissipative Gross–Pitaevskii equations". Journal of Computational Physics. 282: 303–316. Bibcode:2015JCoPh.282..303M. doi:10.1016/j.jcp.2014.11.021. ISSN 0021-9991.

외부 링크